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Nachweis von Radikalen beim autoxidativen Abbau von Amadori-Verbindungen
Der für die Bildung des Glucosons aus Amadori-Verbindungen formulierte Abbauweg verläuft über eine radikalische Zwischenstufe. In den eigenen Modellen sollte untersucht werden, ob sich beim Abbau von Amadori-Verbindungen mittels der Elektronen Spin Resonanz Spektroskopie die Entstehung solcher Radikale nachweisen läßt.
Bei den Radikalen handelt es sich meist um sehr kurzlebige Strukturen, die häufig nur im Moment der Entstehung nachzuweisen sind. Die Lebensdauer verkürzt sich zusätzlich, wenn man Radikale - wie im vorliegenden Fall - in wäßrigen Systemen bestimmen will, da hier das ungepaarte Elektron Reaktionen mit gelöstem Sauerstoff oder anderen Verbindungen eingehen kann.
Für den Nachweis der kurzlebigen Radikale beim Abbau von Amadori-Verbindungen wurde das Spin Trapping mit 5,5-Dimethyl-1-pyrrolin-N-oxid (DMPO) angewendet. Hierbei wird das ungepaarte Elektron auf das DMPO übertragen und es entsteht so ein Radikal mit erheblich längerer Lebensdauer.
Bereits kurze Zeit nach der Zugabe des DMPOs zu einem Modellsystem, das Fructose-Alanin und Kupferionen enthält, kann ein ESR-Signal aufgezeichnet werden, dessen Intensität im Verlauf der Reaktion zunimmt. Eine genauere Untersuchung der Hyperfeinstruktur des erhaltenen Spektrums gab Aufschluß über die Struktur der vorliegenden Radikale. Beim Abbau der Amadori-Verbindung ließen sich auf diese Weise Alkylradikale und Hydroxylradikale in Form ihrer DMPO-Addukte nachweisen, die durch die Berechnung der Kopplungskonstanten charakterisiert wurden.
Bildung der a-Dicarbonylverbindungen in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen
Bei den beim Abbau von Amadori-Verbindungen gebildeten a-Dicarbonylverbindungen handelt es sich um sehr reaktive Verbindungen, deren Bildung nur schwer zu quantifizieren ist, da sie im Verlauf der nicht-enzymatischen Bräunung schnell weiter reagieren.
Eine geeignete Methode zur quantitativen Bestimmung dieser a-Dicarbonylverbindungen stellt die Abfangreaktion mit o-Phenylendiamin (oPhD) dar. In der Abfangreaktion mit oPhD können grundsätzlich sämtliche Verbindungen mit einer a-Dicarbonylstruktur zu den entsprechenden Chinoxalinderivaten umgesetzt werden. Die Chinoxalinderivate der hier interessierenden a-Dicarbonylverbindungen wurden präparativ dargestellt, mittels GC/MS-Kopplung charakterisiert und auf ihre Eignung als Substanzen für die Kalibration überprüft. In unterschiedlichen Modellsystemen wurden die gebildeten a-Dicarbonylverbindungen mit oPhD abgefangen und ihre Bildungsraten in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen bestimmt. Der analytische Nachweis der Chinoxaline erfolgte hierbei gaschromatographisch neben den Fructose-Aminosäuren und den korrespondierenden Zuckern (nach Oximierung und Silylierung).
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